결과 부력레포트 [A+]

소개

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목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion
5. Reference

본문내용

1. Abstract
아르키메데스 원리에 따라 아크릴 실린더가 중성부력을 형성할 때 그 부력의 크기를 평형방정식을 세워 구할 수 있다. 또한, 중성부력을 형성할 때 이론적인 실린더의 질량과 실험을 통해 측정한 질량을 비교해 오차율을 구할 수 있고 이를 통해 오차 원인을 생각해 볼 수 있다.
본 실험에서는 아크릴 실린더의 부피를 계산해 중성부력을 형성할 때 이론적인 질량을 계산했다. 또한, 아크릴 실린더에 추를 넣어 형성된 부력의 형태가 어떤 것인지 관찰하며 중성부력이 형성될 때까지 질량을 변화시키거나 실린더의 수평을 맞춰주었다. 중성부력을 관찰한 후에 양성부력과 음성부력도 함께 확인해주었다.
실험 결과, 이론적인 질량은 2.178kg이고 실험을 통해 측정한 질량은 2.113kg이 나왔다. 이를 이용해 계산한 오차율은 2.98%로 비교적 낮게 나왔다.
오차가 발생한 원인을 생각해보면 이론적인 질량을 구할 때 아크릴 실린더의 부피에 오차가 있던 것과 무게중심이 실린더의 중앙에 오지 않은 것이 있다. 또한, 실험을 진행하면서 무게를 가볍게 했음에도 음성부력을 형성하기도 하고, 추를 추가했음에도 양성부력을 형성하는 모습이 관찰되었는데, 이는 무게중심과 복원력과 관련이 있다.

2. Experiment
(1) 수조 물 채우기 & 온도 측정
가장 먼저 수조 안으로 튜브를 연결해 수조에 물을 채워 주었다. 수조 속 물의 온도를 측정해 본 결과, 물의 온도는 15도였다.

(2) 아크릴 실린더 무게 & 부피 측정
무게 추를 넣기 전 아크릴 실린더의 무게를 측정해 주었는데, 이때 마개까지 포함해서 무게를 측정해 주었다. 또한, 실린더의 부피를 측정하기 위해 큰 원통 부분과 작은 원통 부분의 직경을 각각 측정해 주었다.

(3) 중성부력 형성
위에서 구한 아크릴 실린더의 무게와 부피를 이용해 이론적인 중성부력 질량을 구한다. 그 뒤, 이론값에 맞춰 중성부력을 형성할 때까지 아크릴 실린더의 무게 추를 추가해준다.

참고자료

· 2024 단위 조작 이론 및 실험1 실험노트 18~20p
· 윌키스의 화학공학 유체역학 3rd edition 48p~50p
· 조윤식(국방과학연구소), 2011, ‘잠수함 선체구조 설계’
· 네이버 지식백과 물리학백과 ‘복원력’